JPH01306100A - 液圧室荷重制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液圧室荷重制御方法及び装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 例えば復動メカニカルプレスの一般的な例を第６図によ
り説明すると、軸受１により支持された駆動可能なりラ
ンク軸２には、２組のピットマン３，４か枢着され、ピ
ットマン３の下端には、パン千〇を備えたインナースラ
イド５か連結され、ピットマン４の下端には、ねじ軸７
が連結されている。

下端に押え板８を備えたブランクホルタ９には、オーバ
ーロード防止用のシリンダ■０が嵌入され、該シリンダ
ＩＯには軸心部に中空孔１１ａの設けられたピストン１
１が昇降可能に嵌入され、シリンダ１０内部にはピスト
ン１１との間に液圧室１２か形成されている。又ピスト
ン１１上方には、軸心部に雌ね口の設けられたウオーム
ホイール１３が配設され、該ウオームホイール１３の雌
ねじ部には、ピストン１１の中空孔１１ａ　　（第７図
参照）に挿通されたねじ軸７か挿通、螺合され、ねじ軸
７　Ｆ端にはナツト１４か螺合されている。而して、ナ
ツト１４をゆるめてウオームホイール１３に噛合したウ
オーム１５を駆動することにより、ねじ軸７は−Ｌ下し
ようとするが、ねじ軸７の位置はクランク軸２の位置に
より決められ昇降できないため、相対的にブランクホル
ダ９が昇降し、ダイハイド調整を行い得るようになって
いる。

第６図中１６はボルスタ、１７はプレンシャーバッド、
１８はプレッンヤーピン、１９はクツション、２０は材
料である。

上述の復動メカニカルプレスに使用するブランクホルダ
荷重制御装置は第７図に示され、液圧室１２に一端を接
続した管路２１の他端にはオーバーロードプロテクタ３
６のシリンダ２２か接続されている。前記液圧室１２と
連通したオーバーロードプロテクタ３６には、シリンダ
２２の中空部２３に、昇降可能な小径ピストン２４が嵌
合され、該小径ピストン２４の下端に、シリンダ２５に
昇降自在に嵌合された大径ピストン２６が固着され、シ
リンダ２５の大径ピストン２６下部の中空部２７に、管
路２８を介して供給した圧縮空気を封入し得るようにな
っている。

シリンダ２２の上端には、中空部２３と連通ずる管路２
９が接続され、該管路２９から中空部２３及び管路２１
を介して前記ブランクホルダ９の液圧室１２へ液を補給
し得るようになっている。

第７図中３０は液圧ポンプ、３１は逆止弁、３２は安全
弁、３３はシリンダ２２の中間部に設けられ管路３４を
介して液をタンク３５へ戻す液抜き孔である。

第６図に示す」−記復動メカニカルプレスでプレス加工
を行う場合には、図示してない駆動装置によりクランク
軸２を回転させる。そうすると、ピットマン３．４は第
６図に示す上限位置から下降を開始し、このためインナ
ースライド５及びブランクホルダ９も下降を開始する。

しかるに、クランク軸２の回転中心（軸受１の中心）か
らピットマン３枢着部までの距Ｍ　ｅ　＋は、クランク
軸２の回転中心からピットマン４枢着部まての距離ｅ２
よりも大きいため、クランク軸２の回転により、ブラン
クホルダ９よりもインナースライド５の方が速く下降し
、インナースライド５の下端に取付けられたパンチ６は
下降しつつブランクホルダ９中央部の中空部へ徐々に進
入して来る。

一方、ブランクホルダ９か所定量下降すると、ボルスタ
１６上の材料２０の周縁部は押え板８により押えられ、
その直後にパンチ６か材料２０に当接し、それ以降はブ
ランクホルダ９は下降せず、パンチ〇が下降し、プレッ
シャーバッド１７がパンチ６により押されて下降するこ
とにより、材料２０はパンチ６とプレッシャーバッド１
７間に挾まれて所定の形状にプレス成形される。

ブランクホルダ９の押え板８が材料２０周縁部を押えた
まま、更にクランク軸２が回転すると、ピットマン４に
対し上向きに作用する垂直力が液圧室１２の液とピスト
ンｌｌを介して発生し、急激に増大する。そうすると、
液圧室１２内の圧力が上昇し、液圧室１２の圧力」二昇
分は第７図の管路２１からオーバーロードプロチーフタ
３６のシリンダ２２の中空部２３へ伝えられ、小径ピス
トン２４の上面に作用する。

液圧室１２の圧力か低く、小径ピストン２４上面に作用
する力が大径ピストン２６下面に作用する空気圧による
力よりも小さい場合は、小径ビスｉ・ン２４は空気圧に
より大径ピストン２６を介して」１限位置まで押」二げ
られている。しかるに、液圧室１２の圧力が増大し、小
径ピストン２４の上面に作用する力が大径ピストン２６
下面に作用する力よりも大きくなると、小径ピストン２
４及び大径ピストン２６は押下げられる。而して、小径
ピストン２４の」一端が液抜き孔３３の上縁部下力まで
下降すると、中空部２３の液は液抜き孔３３から管路３
４を経てタンク３５へ戻る。このため、液圧室１２内の
圧力はオーバーロードプロテクタ３６により略一定に保
持され、ブランクホルダ９の押え荷重も第８図の直線イ
に示すようにクランク軸回転角度のいかんに拘らす略一
定に保持され、従って材料２０周縁部は略一定の荷重に
よって押えられる。このように、従来の装置では、オー
バーロードプロテクタ３６によりプレスのオーバーロー
トを防ぐと共にブランクホルダの押え力か略一定になる
ようにしている。なお、押え力を一定にするようにする
ものとしてリンクモーションを利用したちのもある。

しかるに、近年、ブランクホルダ９の押え荷重を第８図
の直線口、曲線ハに示すようにクランク軸回転角度θに
応じて変化させることが要求されるようになり、このよ
うな手段として、例えば特開昭ＥｉＯ−２６１Ｅｉ９８
号公報に示すような荷重制御手段が提案されている。

この荷重制御手段は、原理的には例えば第７図の管路２
９のシリンダ２２と逆止弁３１との間に、圧力制御弁を
設けると共に圧力制御弁の一次側にアキュムレータを設
け、更に圧力制御弁の作動を制御する制御装置を設けた
ものである。

而して、上述の荷重制御手段の圧力制御弁として制御性
能の良いサーボ弁を用いた場合、サーボ弁の性能保持の
ためにライン全体の液の管理を厳重に行う必要かある。

［発明か解決しようとする課題］ （、かるに、管路２９の中途にサーボ弁を用いた場合、
サーボ弁を通った液は、熱、粉塵等により雰囲気の悪化
しているブランクホルダ９の液圧室１２へ送られるため
劣化し易く、浦が劣化するとサーボ弁の制御性能が低下
し、従って液の管理か大掛かりで大変であるという問題
がある。

本発明は、」二連の実情に鑑み、サーボ弁を用いてブラ
ンクホルダ９に設けられているオーバーロード防止用液
圧室１２をはじめとして種々の装置の液圧室の圧力を制
御し、これによって荷重を制御する場合にも、液の管理
を簡単且つ容易に行い得るようにすることを目的として
なしたものである。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明は液圧室の圧力を、空気圧を用いた圧力調整
手段と液圧を用いた圧力調整手段とを択一的に切換えて
制御することを特徴とするものであり、第２の発明はオ
ーバーロード防止用シリンダの液圧室に対し、空気圧に
より圧力を制御するようにしたアクチュエータと、一方
の容積を変化するとこれに応じて他方の容積か変化する
互いに隔離された２つの液圧室を有する液圧制御用アク
チュエータとのいずれか一方か使用できるように、切換
弁を介して前記アクチュエータと、液圧制御用アクチュ
エータの前記一方の液圧室とを接続し、前記液圧制御用
アクチュエータの前記他方の液圧室と液圧源を結ぶ管路
にサーボ弁を設けたことを特徴とするものである。

［作　　　用］ 第１の発明では、空気圧を用いた圧力調整手段と液圧を
用いた圧力調整手段が択一的に切換えられることにより
液圧室の圧力が制御され、第２の発明では切換弁により
オーバーロート防止用シリンダの液圧室と空気圧により
圧力を制御するようにしたアクチュエータを連通ずると
、オーバーロード防止用シリンダの液圧室の圧力は所定
の圧力に制御される。

又、切換弁によりオーバーロート防止用シリンダの液圧
室と液圧制御用アクチュエータを連通し、オーバーロー
ド防止用シリンダの液圧室の圧力変化に対応して、液圧
源からの液をサーボ弁を通して圧力制御用アクチュエー
タの他方の液圧室に送り、オーバーロート防止用シリン
ダの液圧室に連通ずる圧力制御用アクチュエータの一方
の液圧室の容積を変化させ、これによってオーバーロー
ド防止用シリンダの液圧室の圧力を所定の圧力に制御す
ることができる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の液圧室荷重制御方法及び装置の第１実
施例で、ブランクホルダに適用した場合の例である。

第７図のブランクホルダのシリンダ１ｏとピストン１１
により形成された液圧室１２と空気圧を用いた圧力調整
手段（アクチュエータ）としてのオーバーロートプロテ
クタ３６を接続する管路２１の中途部に圧力検出器３７
等のブランクホルダの荷重検出手段と、切換弁３８とを
接続し、切換弁３８にリリーフ弁４０を備えた管路３９
を接続する。

液圧を用いた圧力調整手段として使用する圧力制御用シ
リンダ４１等の液圧制御用アクチュエータについて説明
すると、中間部に仕切り板４４を介してシリンダ４２．
４３を直列配置すると共にシリンダ４２．４３内にピス
トン４５．４６を摺動自在に嵌合させ、ピストン４５．
４６を、仕切り板４４を貫通して両シリンダ４２．４３
内へ延びるロット４７の両端部に固着し、シリンダ４２
には、ピストン４５のヘット側に液圧室４８を形成させ
、シリンダ４３には、ピストン４Ｇのロッド４７側に液
圧室４９を、又ヘッド側に液圧室５０を形成させ、前記
管路３９を液圧室４８と連通するようシリンダ４２に接
続する。又シリンダ４２のピストン４５０ット側は空気
抜き孔を設けるか或いは液圧源を接続する。

管路５Ｉに液圧ポンプ５２、チエツク弁５３、アキュム
レータ５４、サーボ弁５５を接続し、サーボ弁５５の出
側に管路５６．５７を接続し、管路５０，５７を液圧室
４９．５０と連通ずるようシリンダ４３に接続する。又
管路５１にはリリーフ弁５８を、サーボ弁５５には戻り
管路５９を接続する。

制御装置６０に、第６図に示すブランクホルダ９の押え
荷重とクランク軸回転角度θの関係を設定する設定器６
１を接続し、制御装置６０からサーボ弁５５へ指令信号
を与え得るように（７、第５図に示すクランク軸２にロ
ータリーエンコータを取付け、ロータリーエンコーダで
検出したクランク軸２の回転角度の信号を制御装置６０
へ与え得るようにする。更に、第１図に示す圧力検出器
３７で検出したブランクホルダの検出荷重を制御装置６
０へ入力してフィードバック制御を行うようにしても良
い。なお、複動メカニカルプレス自体の構造は第６図に
示すものと同じである。

又、ブランクホルダの荷重検出手段として管路２１に圧
力検出器３７を設ける代りに、第１図に示すようにシリ
ンダ１０下面等にロードセル６２を取付けたり、第６図
のピットマン４や第１図のねじ軸７にストレインゲージ
６３を張付けたりしても良い。

ブランクホルダの押え荷重を第８図にイで示すように略
一定にする場合には、切換弁３８をＢ側に切換えて、第
７図と同様オーバーロードプロテクタ３６を作動させる
。

ブランクホルダの押え荷重をクランク軸回転角度θに応
じて変化させる場合には、設定器６１により制御装置６
０に対し、第８図の口、ハ、二、ホに示すようなブラン
クホルダ押え荷重とクランク軸回転角度θとの関係を予
め設定しておく。

而して、第６図のパンチ６により材料２０がプレス成形
される際には、ロータリーエンコーダによりクランク軸
２の回転角度θが検出されてその信号が制御装置６０に
与えられ、制御装置６０からはクランク軸２の回転角度
θに対応したブランクホルダ押え荷重の信号か指令信号
としてサーボ弁５５に与えられ、サーボ弁５５の開度が
所定の開度に制御される。このため液圧ポンプ５２から
吐出された液は、管路５１を通り、サーボ弁５５で液温
を制御され、管路５６若しくは５７を通りシリンダ４３
の液圧室４９．５０へ供給され、液圧室４９゜５０から
流出する液の量かサーボ弁５５により制御され、ピスト
ン４６か所定の位置へ移動する。このため、ピストン４
５ちピストン４６と一緒に移動し、液圧室４８の容積か
変化するため、ブランクホルダのシリンダ１０の液圧室
１２の圧力は液圧室４８の容積変化に対応して変化し、
サーボ弁５５の吐出圧力と同じか該圧力に比例した圧力
に制御される。その結果、第６図のブランクホルダ９の
押え荷重は予め設定された荷重に制御される。

なお、液圧ポンプ３０は液圧室１２の液補給用として使
用され、アキュムレータ５４は液圧ポンプ５２の停止時
の液送給手段として使用される。

次に、圧力制御用シリンダ４１による制御の具体的な手
順について説明する。

（Ｉ＞　　ブランクホルダ押え荷重かクランク軸回転角
度θに従い減少する場合（第８図の直線口の場合）。

第６図に示すクランク軸２の回転によりピットマン４か
下降し、押え板８か材ｍ’４２０を押えると、以後はピ
ットマン４の下降に従いピットマン４に作用する垂直力
が急激に増大する。従って、第１図の切換弁３８をＡ側
へ切換え、材料２０を押えたら、それ以後のピットマン
４の下降に従い、シリンダ４３の液圧室４９へ液圧室１
２の圧力増大に比較して多量となるようサーボ弁５５て
制御した液を供給し、ピストン４６．４５を第１図の右
方向へ移動させる。そうすると、シリンダ４２の油圧室
４８の容積が増加し、液圧室１２に作用する圧力は減少
し、ブランクホルダ押え荷重はクランク軸２の回転角度
の増加すなわちピットマン４の下降に従い減少する。

（Ｉｔ）　　ブランクホルダ押え荷重がクランク軸回転
角度θに従い増加し、ビ〜りに達した後減少するような
場合（第８図の曲線ハ、二の場合）。

ブランクホルダ９の押え板８が材料２ｏを押えた直後は
、液圧室４９へ供給する液量を液圧室Ｉ２の圧力増大に
比較して少口とし、クランク軸２か所定の角度になった
ら、以後液圧室４９へ供給する液量を液圧室１２の圧カ
増人に比較して多くする。このため、液圧室４８０単位
時間当りの容積増加量は最初は小さいが、徐々に大きく
なる。このためブランクホルダ押え荷重は徐々に増加し
、ピーク後は減少する。

なお、この場合も切換弁３８はＡ側に切換えられている
。

［相］　ブランクホルダ押え荷重がクランク軸回転角度
θに従い増加、減少を繰返すような場合（第８図の曲線
ホの場合）。

（ＩＩ）の項で説明した制御を繰返す。

又、ブランクホルタの押え荷重を一定にする場合に圧力
制御用シリンダ４１を使用するようにしても良い。

第２図は本発明の第２実施例であり、第１図と略同様の
構成において、液圧制御用アクチュエータとして、第１
図に示すような一体的に移動可能な２個のピストン４５
．４Ｇを有する圧力制御用シリンダ４Ｉの代りに、１個
のピストン６４の前後に液圧室６５，６Ｂを備えたシリ
ンタロ７を用い、液圧室６５に管路３９を、又液圧室６
６に管路５７を接続したものである。この場合、管路３
９，５７を通して液圧室６５．６６へ流れる圧液により
ピストン６４の位置を制御し、第１図と同様に液圧室１
２内の圧力即ちブランクホルダに掛かる荷重を制御する
ことか可能てあり、又サーボ弁５５を通る液は液圧室１
２へは送られるため、サーボ弁５５を通る液の管理を容
易に行うことかできる。

第３図は本発明の第３実施例であり、第１図と略同様の
構成において、液圧ＩＩ＋御用アクチュエータとして、
一体的に移動可能な２個のピストン４５．４Ｂを有する
圧力制御用シリンダ４１の代りに、液圧室６８に液を給
排することによりベーン６９を取付けられた回転軸７０
が回転して液圧室７１．６８の容積が変化するようにし
たロータリーアクチュエータ７２を用い、液圧室７１に
管路３９を、又液圧室６８に管路５７を接続したちので
ある。この場合には管路３９．５７を通して液圧室７１
．８８へ流れる圧液によりベーン６９の位置を制御し、
第１図と同様に液圧室１２内の圧カ即ちブランクホルダ
に掛かる荷重を制御することが可能てあり、又サーボ弁
５５を通る液は液圧室１２へ送られないため、サーボ弁
５５を通る液の管理を容易に行うことができる。なお、
７３はシュー、７４は０リンクである。

第４図は本発明の第４実施例であり、第３図と略同様の
構成において、回転軸７ｏを共用する、前記ロータリー
アクチュエータと同様のロータリーアクチュエータ７５
．７６を２個設け、口〜タリーアクチュエータ７５の液
圧室６１１１，７１に管路５７゜５６を接続し、ロータ
リーアクチュエータ７６の液圧室７１に管路３９を接続
したものである。この場合は、管路３９がらロータリー
アクチュエータ７６の液圧室７１へ、又管路５Ｇ、５７
からロータリーアクチュエータ７５の液圧室７１．ｆ３
８へ流れる圧液によりロータリーアクチュエータ７６．
７５のベーン６９の位置を制御１第１図と同様に液圧室
１２内の圧力即ちブランクホルタに掛かる荷重を制御す
ることか可能であり、又前述と同様の理由がらサーボ弁
５５を通る液の管理を容易に行うことかできる。なお、
７７は角度検出器である。

第５図は本発明の第５実施例で、空気圧を用いた圧力調
整手段（アクチュエータ）としてのオーバーロードプロ
テクタ７８を、液を給排し得るようにしたシリンダ７９
と圧縮空気を給排し得るようにしたシリンダ８０、両シ
リンダ７９．８０の相対向部を貫通して各シリンダ７９
．８０内に延びるロット８１、ロッド８１の両端に固着
されシリンダ７９．８０内に摺動自在に嵌合された小径
ピストン８２及び大径ピストン８３により構成し、管路
２１をシリンダ７９のヘッド側の液圧室８４に接続し、
レギュレータ８５て圧力調整された圧縮空気を送る管路
８Ｂをシリンダ８０のヘット側の空気室８７に接続する
。

液圧を用いた圧力調整手段として使用する圧力制御用シ
リンダ８８等の液圧制御用アクチュエータを、シリンダ
８９、該シリンダ８９を貫通するロッド９０、ロッド９
０の中途部に固着されシリンダ８９内に摺動自在に嵌合
したピストン９１により構成し、液圧室９２に管路３９
を接続し、液圧室９３に管路５７を接続する。又場合に
よっては、ロット９０の液圧室９３外方へ突出する部分
に、ピストン９１を液圧室９２側へ付勢するスプリング
９６を設けても良い。又ピストン９１の位置を検出する
ための位置検出器９４を設ける。図中９５はリリーフ弁
である。

ブランクホルダの押え荷重をオーバーロートプロテクタ
７８により制御する場合は、切換弁３８をＢ側に切換え
、レギュレータ８５で圧力調整された圧縮空気をオーバ
ーロードプロテクタ７８のシリンダ８０側チヤンバ８７
に供給しておく。このため、プレスにより、液圧室１２
の容積の変化に対応して圧液が液圧室８４内へ流入し、
ピストン８２が第５図の右方向へ押されることにより、
ブランクホルダの押え荷重か制御される。

ブランクホルダの押え荷重を制御用シリンダにより制御
する場合は、切換弁３８をＡ側へ切換え、サーボ弁５５
から所定量の圧液を液圧室９３へ導入しておく。このた
めプレスにより液圧室Ｉ２に圧力が作用すると、その圧
力がシリンダ８９の液圧室９２に作用する。このとき、
サーボ弁５５を通って液圧室９３側へ供給される圧液の
量を適宜制御することにより、第１図の場合と同様ブラ
ンクホルダの押え荷重を任意の状態に制御できる。

なお、本発明の実施例ではブランクホルダ液圧室の押え
荷重を制御する場合について説明したが、他の装置の液
圧室に対して適用することもできること、その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること
は勿論である。

［発明の効果］ 本発明の液圧室荷重制御方法及び装置によれは、切換弁
により、空気圧により圧力を制御するようにしたアクチ
ュエータと液圧制御用アクチュエータとを切換え得るよ
うにしているので、全く特性の異なる両者の使い分けか
自由となってブランクホルダのシリンダ液圧室の圧力を
幅広く制御し得るようになると共に、従来のオーバーロ
ートプロテクタのみの装置に簡単にサーボ弁により制御
される液圧制御用アクチュエータを追加することかでき
、又液圧制御用アクチュエータではサーボ弁をブランク
ホルダのシリンダ液圧室と連通するラインとは別のライ
ンに設けているため、サーボ弁により制御される液は１
９染しに＜＜、従って液の管理が簡単且つ容易となると
いう、優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の説明図、第２図は本発明
の第２実施例の説明図、第３図は本発明の第３実施例の
説明図、第４図は本発明の第４実施例の説明図、第５図
は本発明の第５実施例の説明図、第６図は複動メカニカ
ルプレスの原理的な説明図、第７図は従来装置の一例の
説明図、第８図は液圧室をブランクホルダに適用した場
合のフランクホルダ押え荷重とクランク軸回転角度θの
関係を表わすグラフである。 図中ｌＯはシリンダ、１１はピストン、１２は液圧室、
３６はオーバーロードプロテクタ、４１は圧力制御用シ
リンダ、４５．４６はピストン、４８．４９．５０は液
圧室、５２は液圧ポンプ、５５はサーボ弁、６４はピス
トン、６５．６Ｇ、６８は液圧室、６９はベーン、７１
は液圧室、？２．７５．７６はロータリーアクチュエー
タ、７８はオーバーロードプロテクタ、８８は制御用シ
リンダ、９２．９３は液圧室を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液圧室の圧力を、空気圧を用いた圧力調整手段と液
   圧を用いた圧力調整手段とを択一的に切換えて制御する
   ことを特徴とする液圧室荷重制御方法。 ２）オーバーロード防止用シリンダの液圧室に対し、空
   気圧により圧力を制御するようにしたアクチュエータと
   、一方の容積を変化するとこれに応じて他方の容積が変
   化する互いに隔離された２つの液圧室を有する液圧制御
   用アクチュエータとのいずれか一方が使用できるように
   、切換弁を介して前記アクチュエータと、液圧制御用ア
   クチュエータの前記一方の液圧室とを接続し、前記液圧
   制御用アクチュエータの前記他方の液圧室と液圧源を結
   ぶ管路にサーボ弁を設けたことを特徴とする液圧室荷重
   制御装置。